JPS58195550A - 超音波診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の４岑４技術分野〕 この発明は超音波を用いて生体の断１像を得る超音波診
断装置に係り、特に方位分解能を均一にし解１１１ＩＩ
實の優れた画像を得ることができる超音波超音波診断装
置は超音波）−ｅルスを生体内に放射し、固佇音番イン
ピーダンス（両媒質の密度と音速とのｎｔ＞の異なる組
織の境界面から反射してくる超肝波エコーを受信した後
、これを処理して超音波＠）−儂を得るものである。こ
の超音波診断装置はＸ４！診断法のような被爆障害がな
く、造影剤を用いずに軟部組織の断層Ｉ砿を観測するこ
とができる。しかも近年電子走査形装置に代表されるリ
アルタイム表示可能な装置の実用化、により、動態計測
が郵易になり、その操作性の向上にともなしλ急速（・
こ１及しつつある。

従来装置において配列型超音波探触子を用いて分解能の
良い画像を得るには振動子配列方向では振動子駆動信号
に所定の関係の遅延時間を与えて超音波を送受信する電
子集束法が行なわれている。

また、これと直角な方向では音響レンズによる集束法が
行なわれている。

しかしながら、このような集束法で（ま集束点が固定さ
れてしまうため、集束点から離れた場所の分解能を良く
することができない欠点がある。

特にレンズによる集束の場合には集束点はプローブを交
換しないかぎり可変するこきができない。

〔発明の目的〕

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、断層壕の分解能が距離に依存しないため、常に良好
な画像が得られ的確な診断を行ない得る超音波診断装置
を提供することを目的とす〔発明の概要〕：： る。

この発明は複数個の超音波振動子のうち少なくとも２個
以上の超音波パルスを同時に駆動して振動子の位置を配
列方向に電気的に移動させ、この同時駆動される振動子
の中心の移動によって決定されるサンプリング間隔を同
時駆動振動子の全体の幅に比べて小さく設定しサンプリ
ング程度を適切にしたものである。

この発明はレーダ分針で用いられている開口合成法を超
音波装置に応用したもので、その原理を第１図１ζ示す
。図に示すようにＮ個の超音波振動子１−、〜ＩＮのう
ちハツチングで表示したＭ個の部分１′〜Ｍ’　６（電
子スイッチによって１択され、Ｚ軸方向ｌこ超音波の送
受信が行なわれる。

いま＊　　）’ｎａに反射係数γｎの反射体を仮定し、
その座標を（Ｘｎ、Ｚｎ　）とすれば、座標（Ｘゴ、０
）に位置する振動子ｍ′から放射された超音波Ｓｔが反
射体Ｐｎで反射し再び振動子ｍ′に上って受信さ゛れた
受信信号Ｓｒは次式で示される。

８ｔ＝／１ｔ）ｓｉｎω、１　　　　　　　　１１、：
振動子の超音波共振周波数 ｆｌｔ）　：超音波パルスの包絡線 ■：媒質中の音速度 である。

受信信号８ｒは超音波共振周波数ｆ０にほぼ等しい基準
信号Ｓｉｎωｒｔ、Ｃｏ＠ω／１で同期検波され、さら
にフィルタによって高周波成分（２ｆｏ）’７’除去さ
れた出力は次式で示される。

ｎ ８−−　ｆ　（ｔ−ｔ、）　ｅ　ｊ″・１し・・・・・
・・・・・・・・・（２）この信号は以下に示す基準信
号Ｓｃとの間でたたみ込みが行なわれて反射体Ｐｎの１
象が１吠される。すなわち ・・・・・・・・・（３） となりＰ−Ｚ平面に反射体Ｐｎの儂が表示される。

ただし基準信号Ｓｃは となり、ｄは振動子をスイッチングするときの中心間隔
（サンプリングピッチ）である。

このときの分ａｔは次式で示される。

５−Ｘｎ　＝□　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（４）２β 超音波探触子の口径すなわち同時駆動振動子の全体の幅
をＤとすればビーム幅は λ βキ一 り で示すことができるため、（４）式は １ｉ９−Ｘｎｌ中−・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（５）となり、開口合成法の分解能は口径り
の１／２ｉご等しく１才な走査方向（Ｘ方向）のサンプ
リング時１こ情報不晒によるあいまいさくアンビギュイ
テイ）の発生しない条件はｄ≦Ｄ／２である。このため
。

サンプリング時の情報不足を補うためにはサンプリング
ピッチｄを口径りの１／２以下に設定することによって
解決することができる。

第２図はこの原理に基づく振動子駆動手段を示すもので
ある。図示のようにＮ　Ｉ［の超音波」辰動子１２−、
、．１２、〜１２−Ｎが間隔ｄ＄で直線状に配列され。

その各々に対応して電子スイッチ１３−．１３−、〜１
３−翼が設けられる。まず最初の走査では１２、〜１２
−ＬのＬ個の振動子が電子スイッチ１３−１〜１３　Ｌ
により選択して使用され１次の走査では１３−１〜１３
　（Ｌ＋１）のように走査のたびに１個ずつシフトしな
がら常にＬ個の振動子が超音波の送受信に使用される。

この時の口径りは略Ｌａｄｓであり、またサンプリング
ピッチｄはこの場合にｄＩであるから、同時化使用され
る振動子の数が２個以上であれば上述した条件を満たし
、あいまいさは発生しなくなる。

〔発明の効果〕

この発明は一断Ａｌ　＋家内でほぼ一様な方位分解能を
得ることができるので、解儂度の優れたー儂を噌 容易に得ることができる特長がある。

〔発明の実施例〕　　　　　　：□１ 以下１図面を＃照してこの１”ｑの一実廁例を説、明す
る。第２図はこの発明を開口合成法超音波診断装置に適
用したものである。図において１１は複数個の超音波振
動子１２−＋１２−ｔ〜１２−Ｎを直線状ｌこ配役した
超音波探触子で、各振動子１２、．１２　。

〜１２．に対応して同数の電子スイッチ１３−１．１３
−。

〜１３−Ｎが設けられる。この探触子１１は１回の　　
　　１超音波送受信時に少なくとも２個以上図示例では
　　　　□Ｌ個の撮動子１２１〜１２−Ｌがシ子スイッ
チ１３−１〜１３−Ｌによって４択され、送信器１４よ
りのパルスにより駆動されて超音波が放射される。そし
て、振動子１２の受信信号は２個のミキサー５ａ、　１
５ｂに送られ、ここでパルス発振器１６の出力信号をミ
キサー５１に直接送るとともに、１４相器１７介してπ
／２だけシフトしてミキサー５ｂに送り、受信信号と発
振器１６の出力信号との間で乗算が行なわれる。

ミキサー５ａ、１５ｂの出力は低域通過フィルタ１８．
ｌ、１８ｂを介して高周波外を除去した後、サンプルホ
ールド回路１９ａ、１９ｂを介してＡ、’Ｉ）変換器２
０ａ、２０ｂにおいてディジタル信号に変換されて記憶
回路２１ａ。

１′：電１ ２１ｂに紀１される。□。

次に、振動子１２　、１２Ｌ＋１のＬ本が選択され、こ
の　　　　　・とき得たＩざ号は上述と同様の過程を経
て記憶回路２１、２１ｂにｉ己億される。

以下同様の動作が振動子１２−Ｎ−Ｌ＋（〜１２−Ｎ　
　のＬ個が選択されるまＣくりかえし行なわれる。

一方、記憶回路２１ａ、２１ｂにディジタル値で記憶さ
れた受信信号は、信号処理回路２２であらかじめ記憶回
路２３に記憶した基準信号８Ｃとの間でたたみ込み計算
が行なわれる。その結果はフレームメモリ２４に記憶さ
れた凌１表示器例えばテレビモニタ２５に表示されると
ともにＸ線フィルム２６等に記録される。

したがって、サンプリングピッチｄを口径りの１／２以
下に設定することにより、走査方向サンプリング時の情
報不離をおこなうことができるため。

方位分解能が一断層像内でほぼ一様になり解儂度の優れ
た画康を容易に得ることができる特長がある。

この発明は上記実施例に限定されるものではなく、＊旨
を変更しない範囲において種々変形して実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に用いる開口合成法の原理をり、〜１
−．・・・超音波振動子　　Ｐｎ・・・反射体１１・・
・超音波探触子 １２−１〜１２−Ｎ・・・超音波振動子１３−１〜１３
−Ｎ　　・・・電子スイッチ　　１４・・・送信器１５
ａ、１５ｂ・・・ミキサ　　　１６・・・パルス発振器
１７・・・移相器　　　　１８ａ　、１８ｂ・・・低域
通過フィルタ１９ａ、１ｇｂ・・・サンプルホールド回
路２０ａ、２０ｂ・・Ａ／Ｄ変換器　　２１ａ、　２１
ｂ　−・・記憶回路２２・・・信号処理回路　　２３・
・・記憶回路２４・・・フレームメモリ　２５・・・テ
レビモニタ２６・・・Ｘｆｓフィルム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）直線状に配列された複数個の超音波振動子と。 これらの振動子中の２個以上の振動子を同時に選択駆動
   するとともに・震択された賑動子の位置を配列方向に移
   動させて行く複数個の電子スイッチと、前記振動子に駆
   動信号を与える送信機と、前記振動子により得た受信信
   号を記憶するための第１の記憶回路と、この記憶された
   信号と基準信号とのたたみ込みを行なう信号処理手段と
   、この手段により処理した信号を一旦記憶する第２の記
   憶回路および表示手段とを備え。 前記同時駆動振動子の中心の移動によって決まる起倒方
   向のサンプリング間隔を同時駆動振動子の全体の幅より
   も小さくしたことを特徴とする超音波診断装置。
2. （２）配列方向のサンプリング間隔を同時駆動振動子の
   全体の幅の１／２以下とじたこきを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の超音波診断装置。